1925’te İstanbul’da doğan Belli, İstanbul Üniversitesi Tıp Fakültesini bitirdikten sonra ABD'ye gidip ardından Paris'te uzmanlık eğitimine başladı.

Buradan katıldığı 3. Dünya Gençlik ve Öğrenci Festivali sırasında, Ağustos 1951'de Berlin'de Nâzım Hikmet ile tanıştı ve TKP'nin yurt dışı ve yurt içi yöneticileri arasında kuryelik görevi üstlendi. Bu şekilde Türkiye'ye gittikten sonra, İstanbul'dan Paris'e dönerken yakalandı. TKP'ye yönelik geniş çaplı operasyon başlatıldı. "51 Tevkifatı” denilen operasyonda gözaltına alındı ve Türkiye Komünist Partisi’nin Merkez Komitesi üyeleri; Şefik Hüsnü Değmer, Zeki Baştımar, Reşat Fuat Baraner, Mehmet Bozışık, Halil Yalçınkaya ve Mihri Belli ile birlikte tutuklandı. 

1957'de cezaevinde TKP yöneticilerinden Mihri Belli ile evlendi.

Komünistlikten hükümlü hekimlerin görev yapma hakkı alındığı için, 1960'lı yıllarda Cezayir'de doktorluk yapmak üzere 1964'te çocuklarını da alıp yurt dışına çıktı. 1966'da Türkiye'ye geri döndü.

12 Mart döneminde tekrar tutuklandı ve 3 yıl cezaevinde kaldı. 12 Eylül darbesinden sonra tekrar yurt dışına çıktı.

Sosyalist Demokrasi Partisi’nden (SDP) istifalarının ardından Sosyalist Parti Girişimi resmen partileşmiş, kurulan İşçilerin Sosyalist Partisi Genel Başkanlığına da 2008 yılında kurucularından olan Sevim Belli seçilmişti.

Anılarını "Boşuna Mı Çiğnedik" adında bir kitapta yazdı.

100 yaşında İstanbul'da yaşamını yitiren Belli'nin cenaze programına ilişkin henüz kamuoyuna bilgilendirme yapılmadı.

Türkçeye çevirdiği bazı kitaplar

• Karl Marx, Ekonomi Politiğin Eleştirisine Katkı, Sol Yayınları
• Charles Darwin, Türlerin Kökeni, Onur Yayınları (Ekim 2005)
• Charles Darwin, İnsanın Türeyişi, Onur Yayınları (Haziran 2002)
• İbn-i Haldun, Mukaddime (3 cilt), Onur Yayınları (Kasım 2011)
• Karl Marx, Louis Bonaparte'ın 18 Brumaire'i, Sol Yayınları
• Karl Marx, F. Engels, Anarşizm Üzerine, Sol Yayınları
• Karl Marx, F. Engels, Alman İdeolojisi [Feuerbach], Sol Yayınları
• Karl Marx, F. Engels, Fransa'da Sınıf Savaşımları 1848- 1850, Sol Yayınları
• Karl Marx, Louis Bonaparte'ın 18 Brumaire'i, Sol Yayınları
• Karl Marx, Ücretli Emek ve Sermaye, Sol Yayınları
• F. Engels, Ludwig Feuerbach ve Klasik Alman Felsefesinin Sonu, Sol Yayınları
• Vladimir İlyiç Lenin, Materyalizm ve Ampiryokritisizm, Sol Yayınları
• Georges Politzer, Felsefenin Başlangıç İlkeleri, Sol Yayınları
• Zubritski Mitropolski, İlkel, Köleci ve Feodal Toplum Kapitalist Öncesi Biçimler, Sol Yayınları
• Zubritski Mitropolski, Kapitalist Toplum, Sol Yayınları